Сейсмічна небезпека території УкраїнИ

Східно-Європейську платформу (СЄП) до недавнього часу, як і інші древні платформи, відносили до слабоактивних  в сейсмічному відношенні територій. В даний час на древніх платформах зареєстровано і відомо з історичних джерел понад 40 тисяч сейсмічних подій, і понад 450 землетрусів з магнітудою М≥4.9-5.0. Магнітуда Нью-Мадрідського землетрусу 16 грудня 1811р. Досягала 7.8, а інтенсивність у епіцентральній області – 10-11 балів. Існуюча система сейсмічних станцій, розташованих у Карпатах, Криму, Молдові і Бєларусі, може впевнено реєструвати землетруси, починаючи з М≥4.0 на платформній частині України. З огляду на це, наявність малої кількості сейсмостатистичних даних не означає, що платформна частина України є слабоактивною у сейсмічному відношенні. Наприклад, у Скандинавії на північному-заході СЄП, завдяки наявності великої кількості сейсмічних станцій, щорічно реєструються  десятки, а іноді і сотні місцевих землетрусів.  

На території платформної  частини України землетруси відбуваються вкрай рідко і відомі, в основному, за описами їх наслідків. Магнітуди землетрусів не перевищували 4, осередки мали місце на глибині 5-10 км, тому сейсмічний ефект від таких землетрусів носив локальний характер в основному поблизу епіцентру. Слабка сейсмічність інструментальними методами не вивчалась. За останні 3 роки за даними InterNet на платформній частині України зафіксовано декілька слабких сейсмічних подій, частина з яких, можливо, тектонічного походження. Достовірно відомо декілька відчутних землетрусів, що стались на території Українського щита.

 

 

Основний сейсмічний вплив від суміжних сейсмоактивних регіонів на платформну частину України спричиняють вогнища сильних Карпатських (зона Вранча), Кримських і Кавказьких землетрусів. Виділено ділянки платформної частини території України, де ці землетруси проявляються з інтенсивністю від 8 до 3 балів за шкалою MSK-64.

3.2. Прояв сейсмічності  на платформній частині України.

У межах цієї частини  України землетруси розподілені нерівномірно. Це обумовлено геологічною будовою і ступенем неотектонічної активності структур різних рангів і типів. Сейсмічність групується на заході України – у Передкарпатському прогині в районі міст Долина, Тернопіль. Окремою групою виділяються Дністровські землетруси у районі Могилів-Подільського і Новодністровська. Найсильнішими з цієї групи є землетруси 24.02.1984р. з енергетичним класом К»10.3 і 02.12.1987р. з К»10.5, які відчувалися у епицентральній області з інтенсивністю до I₀=5 балів. Місцеві землетруси спостерігалися також у межах Прип’ятсько-Дніпровсько-Донецької западини і північного узбережжя Азовського моря. Зібрані дані про місцеві землетруси послужили основою для побудови уніфікованого сейсмологічного каталогу, який у подальшому використовувався в сейсмотектонічних дослідженнях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Сейсмічна  небезпека півдня України (Чорноморський  регіон, Крим)

4.1 Сейсмічні процеси в Чорноморському регіоні та сейсмічна небезпека Криму

Кримсько-Чорноморський  регіон. Осередки найбільш сильних  землетрусів Криму знаходяться  в межах земної кори на глибинах 10-40 км і створюють порівняно вузьку зону, що простягнулась від Севастополя до Анапи, в основному паралельно Південному берегу Криму. Регіональний каталог Криму містить свідчення про 3800 землетрусів у діапазоні магніту М=0-7.8 з найдревніших часів до 2004 року. Сильні землетруси в Кримському регіоні відбуваються значно рідше, ніж у Карпатах (Вранча). За три тисячоліття відомо більше 10 землетрусів з магніту дами більше 6 та інтенсивністю струсів у епіцентрі більше 7 балів. Із руйнівних достатньо повно вивчені землетруси 26 червня та 11 вересня 1927 року з магнітудами 6,0 і 6,8 відповідно. Осередки цих землетрусів розміщувались в шельфовій зоні Чорного моря поблизу м. Ялта.

Причини сейсмічності й  геодинаміки регіону трактуються  по-різному. Останнім часом  широко поширена думка про визначальний вплив Аравійської плити, яка переміщується в напрямку Євроазійської і зіштовхується з нею. При цьому Аравійська плита клином з півночі розсовує Турецьку і Чорноморську субплити на захід і схід. Нерівномірний розподіл напружень всередині субплит приводить, у свою чергу, до їх торосування на ослаблених ділянках, зумовлюючи появу мікроплит-блоків.

За іншими поглядами, сейсмічність Кримсько-Чорноморського регіону обумовлюється переважно  вертикальними рухами блоків, які  переміщуються один відносно одного з різною амплітудою і швидкістю.

На нашу думку, реальна  картина розподілу напружень  і деформацій відображає дію обох факторів – сублатеральних і субвертикальних, які поєднуються один з одним у різних комбінаціях.

Просторовий розподіл сейсмічності. Основна частина епіцентрів і найбільша доля виділеної енергії приурочені до крайових частин Чорного моря – границь Чорноморської западини. За особливостями прояву сейсмічності в Чорноморській западині та її обрамленні виділяються такі основні зони: Центрально-Чорноморська ("безгранітна"); Південнобережно-Кримсько-Кавказька; Північно-Анатолійська; Вранча .

Південна частина зони Південнобережно-Кримсько-Кавказька; і північна частина зони В Північно-Анатолійська знаходяться над водами Чорного моря, утворюють його шельф і континентальний схил. Сильні вогнища землетрусів у Центрально-Чорноморській зоні розміщені на глибинах до 15 км  у "базальтовому" шарі. В місцях появи "гранітного" шару Південнобережно-Кримсько-Кавказької і Північно-Анатолійської зон сейсмічна активність збільшується і глибини вогнищ зростають.  "Безгранітна" частина Чорноморської западини з півночі, сходу, півдня і південного заходу оточена сейсмоактивними зонами, які занурюються на глибину.

При укрупненні просторового масштабу виділяється більш детальна структура глибинної сейсмічності: поблизу південного берега Криму (північний  край Чорноморської плити) сейсмофокальний шар слабких землетрусів занурюється не під материкову частину, як це трактувалося раніше, а в напрямку  глибоководної западини і на схід.

В усіх зонах, крім зони Вранча, сумарна кількість виділеної  енергії  зменшується з глибиною, що можна пояснити зниженням крихкості порід. Особливо швидко спад сейсмічної активності з глибиною відбувається в зоні Центрально-Чорноморській. Якщо під Скіфською плитою це пов’язано зі спокоєм стабілізованої платформи, яка втратила активність, то в центральній частині Чорноморської западини - може вказувати на аномально швидке збільшення пластичності в матеріалі "живого" глибинного астеноліту.

Просторово-часова і енергетична  неоднорідність сейсмічності є характерною  і для окремих регіонів, зокрема, для Кримсько-Чорноморського. За характером сейсмічного режиму, ступенем групування, типами послідовностей землетрусів, сейсмічним потенціалом, процесами підготовки і реалізації сильних землетрусів центральна частина регіону істотно відрізняється від західної і східної.

На основі просторового розподілу вогнищ землетрусів і  швидкісних характеристик сейсмічних хвиль у Чорноморському регіоні  А.В.Чекуновим запропонована структурна модель тектоносфери регіону, у якій виділено 4 поверхи: 1 – осадовий, 2 –  верхній – в кристалічній корі, найбільш крихкий, 3 – нижній – в мантії, більш пластичний, 4 – найбільш глибинний - суттєво гомогенний.

4.2 Сейсмічність внутрішньої частини Чорноморської западини.

Довгий час вважалося, що глибоководна частина Чорноморської  западини є асейсмічною. В останні роки на основі високочутливих спостережень,  узагальнення і перегляду сейсмологічних даних встановлено вогнища понад 80 землетрусів К_ПК>9 у цьому районі.

Епіцентри землетрусів  Чорноморського басейну групуються в “ланцюжки” (лінеаменти?) і “плями” (місця перетину великих лінеаментів). Протяжні сейсмічні лінеаменти є орієнтовані, в основному, в діагональних напрямах і ділять Чорноморську западину на ряд блоків.

Сейсмічний режим області  западини відрізняється від режиму всього регіону: тут коефіцієнт подрібненості b у два рази нижче, ніж у районі континентального схилу і суміжних територій. Це означає можливість генерації більших, ніж відомі дотепер, вогнищ у Чорноморському басейні.

 

 

 

 

 

5. Мережа сейсмічних спостережень України як сегмент системи моніторингу джерел потенційної екологічної небезпеки

В Україні створено національну  мережу сейсмічних спостережень до складу якої входить 18 сейсмічних та 14 комплексних  геофізичних станцій. Найдавнішою  є сейсмічна станція "Львів", яку засновано 1899 року. Цифрова сейсмічна станція "Київ" організована 1994 року і входить до складу Глобальної сейсмічної мережі.

Згідно із Законом  України “Про основи національної безпеки України” на даний час основними потенційними загрозами для національної безпеки України в екологічній сфері є значне антропогенне порушення і техногенна перевантаженість території України зростання ризиків виникнення надзвичайних ситуацій техногенного та природного характерів.

Основними напрямками державної політики з питань національної безпеки, у тому числі в екологічній сфері є зосередження діяльності всіх відповідальних державних установ на прогнозуванні своєчасному виявленні, упередженні і нейтралізації зовнішніх і внутрішніх загроз національній безпеці. До внутрішніх загроз екологічній безпеці України відносять сейсмічні явища природного та техногенного походження як можливі чинники виникнення аварій на об’єктах що мають потенційну екологічну небезпеку.

Однією зі складових  якісного управління екологічною безпекою є інформаційне забезпечення про стан підконтрольних середовищ і потенційно небезпечних об’єктів із метою своєчасного виявлення джерел загроз, які здатні призвести до реалізації загрози і появи в навколишньому середовищі вражаючих факторів.

Інформаційне забезпечення екологічної безпеки здійснюється за результатами моніторингу джерел з потенційними загрозами екологічній  безпеці (ДПЗЕБ). Тому є актуальним завдання розширення можливості системи моніторингу  ДПЗЕБ за рахунок використання нових методів моніторингу.

Інформаційне забезпечення екологічної безпеки про сейсмічну  обстановку на території України  та суміжних держав здійснюється Єдиною державною системою управління з  реагування на надзвичайні ситуації техногенного і природного характеру та Урядовою інформаційною аналітичною системою з питань надзвичайних ситуацій,  яка в свою чергу отримує від Національної системи сейсмічних спостережень (НССС) інформацію про можливість, факт і наслідки землетрусів з осередками у ближній зоні.

НССС була утворена Постановою Кабінету Міністрів України від  11 вересня 1995 року №728 з метою підвищення безпеки проживання населення та безпеки експлуатації виробничих фондів у сейсмонебезпечних регіонах країни, а також здійснення контролю за дотриманням вимог міжнародних договорів України про обмеження та заборону випробувань ядерної зброї.

Основні напрямки функціонування НССС безпосередньо пов’язані з  вирішенням наступних завдань складання  прогнозів землетрусів на основі проведення сейсмічних спостережень і  аналізу їх результатів, оперативне визначення місця, часу і інших параметрів землетрусів та інших геофізичних явищ, включаючи ядерні вибухи на іноземних випробувальних полігонах.

Одним з інформаційних  підрозділів Національної системи  сейсмічних спостережень є Національне космічне агентство України (НКАУ), в складі якого Головний центр спеціального контролю (ГЦСК) виконує задачі, пов’язані з контролем геофізичної обстановки. При цьому ГЦСК у рамках функціонування НССС здійснює:

- контроль сейсмічної обстановки та інших геофізичних явищ на території України, а також на всій Земній кулі;

- контроль радіаційної  обстановки в пунктах дислокації  об'єктів спеціального контролю;

- супроводження банку  даних геофізичних спостережень  та забезпечує його взаємодію  з Національним центром даних НССС;

- оперативне забезпечення через Національний центр даних НССС, МНС і геофізичну службу Національної академії наук інформацією про місце і час землетрусів з інтенсивністю три і більше балів на території України та 6 і більше балів за її межами;

- участь спільно з  НАН України у вирішенні завдань  прогнозування землетрусів, а  також у створенні регіональних  сейсмологічних мереж для забезпечення  робіт стосовно короткотермінових  прогнозів землетрусів і ін..

 Одним із основних  інформаційних сегментів ГЦСК є мережа сейсмічних спостережень (МСС), яка включає трикомпонентні установки і систему сейсмічного групування.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Мережа сейсмічних спостережень ГЦСК

Висновки

Основний сейсмічний вплив від прилягаючих сейсмоактивних регіонів на платформну частину України спричиняють вогнища сильних Карпатських (зона Вранча), Кримських і Кавказьких землетрусів. Максимальна інтенсивність їх впливу досягає 8 балів і зменшується із збільшенням епіцетральної відстані. На платформній частині України сейсмічність групується в трьох основних регіонах: Передкарпатсько-Дністровському; Дніпровсько-Донецькому; Північно-Причорноморському (від гирла р. Дунаю до гирла р. Дону).  Магнітуда землетрусів досягає 5.5.

Детальне вивчення сейсмічності басейну Чорного моря з використанням представницького матеріалу сейсмологічних спостережень дозволило встановити нові сейсмоактивні структури, зокрема, високу сейсмічну активність Чорноморської улоговини, яка раніше вважалася асейсмічною.

Сейсмічні процеси в басейні Чорного моря і його обрамленні, які досліджуються з позицій  ієрархії і самоподібності, проявляють такі властивості:

– поле гіпоцентрів землетрусів  виявляє впорядковані властивості: кластеризацію в систему сейсмічних лінеаментів, які оконтурюють блоки різних розмірів в залежності від енергії сейсмічних подій; розміри площ блоків є пропорційними до максимальної енергії реалізованого землетрусу;